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Rauschen in Abängigkeit von ISO Zahl und Belichtungszeit

In diesem Beitrag geht es um das Rauschen in Abängigkeit von ISO Zahl und Belichtungszeit. Es ist nur ein kleines Experiment  (welches aber dennoch einige Zeit und Mühe in Anspruch genommen hat) und ist sicherlich auch nicht 100%ig auf den Nachthimmel übertragbar. Allerdings bekommt man bereits eine Idee, wie sich das Rauschverhalten in Abhängigkeit der ISO-Zahl und Belichtungszeit für diese Kamera verhält. Die Ergebnisse haben mir geholfen herauszufinden, welche ISO Zahl ich bei welcher Belichtung einstellen kann und ob viele gestackte Bilder mit langen Einzelbelichtungen mithalten können.

Versuchsaufbau:
Der Versuchsaufbau war denkbar einfach: Ich habe die Kamera (Canon EOS 1200D) vor ein farbiges Objekt gestellt und das Zimmer stark verdunkelt. Ich wollte bei den „typischen Astro-Belichtungszeiten“ ein ähnlich dunkles Bild bekommen wie bei Astroaufnahmen. Als Objektiv habe ich eins von Sigma verwendet und die Blende auf ~5 gestellt.

Nachbearbeitung der Roh-Bilder:
Die Nachbearbeitung der Bilder erfolgte mit Pixinsight. Alle Bilder wurden mit Dunke- und Bias Frames kalibriert und dann (falls nötig) gestackt.
Letztlich habe ich die Histogramme der Bilder so gut wie möglich angeglichen und dann den NoiseEstimator von PI zur Abschätzung des Rauschens verwendet.

Verwendete ISO Zahlen und Belichtungszeiten:
Zwei von den Belichtungsreihen habe ich auf insgesamt 300sec Belichtung gebracht (10x30sec und 1x300sec) und dann nochmal aus Neugierde eine mit 900sec.
Die verwendeten ISO Zahlen waren bei allen Belichtungszeiten 100, 400, 800, 1600.

 

Diagramm aller Ergebnisse:
In dem folgenden Diagramm könnt ihr die aufgetragenen NoiseEstimates aus PixInsight sehen. Das Ergebnis fand ich sehr interessant. Auf der Y-Achse seht ihr das geschätzte Rauschen (niedriger ist besser) und auf der X-Achse die verwendete ISO Zahl.
Das länger belichtete Bild war hier durchgängig rauschärmer als das gestackte Bild. Die optimale ISO-Zahl sank hier mit steigender Belichtungszeit.

Rauschen in Abhängigkeit der Belichtungszeit und ISO Zahl bei der ESO 1200D
Rauschen in Abhängigkeit der Belichtungszeit und ISO Zahl bei der ESO 1200D

Hier nochmal die optimale ISO Zahl für dieses Beispiel in einem Diagramm aufgetragen:

Optimale ISO Zahl in Abhängigkeit der Belichtungszeit
Optimale ISO Zahl in Abhängigkeit der Belichtungszeit

 

Abschließend noch Ausschnitte aus den gemachten Bildern:

ISO 10x30sec 1x300sec
ISO 100 Testobjekt bei 10x30 sec und ISO100 Testobjekt bei 300 sec und ISO100
ISO 400 Testobjekt bei 10x30 sec und ISO400 Testobjekt bei 300 sec und ISO400
ISO 800 Testobjekt bei 10x30 sec und ISO800 Testobjekt bei 300 sec und ISO800
ISO 1600 Testobjekt bei 10x30 sec und ISO1600 Testobjekt bei 300 sec und ISO1600
ISO 1x900sec
ISO 100 Testobjekt bei 900 sec und ISO100
ISO 400 Testobjekt bei 900 sec und ISO400
ISO 800 Testobjekt bei 900 sec und ISO800
ISO 1600 Testobjekt bei 900 sec und ISO1600